OPTIMASI KOMPOSISI ZINK OKSIDA DAN ASAM TARTRAT PADA KRIM TABIR SURYA KOMBINASI BENZOPHENONE-3 DAN OCTYL METHOXYCINNAMATE SKRIPSI

OPTIMASI KOMPOSISI ZINK OKSIDA DAN ASAM TARTRAT PADA KRIM TABIR SURYA KOMBINASI BENZOPHENONE-3 DAN OCTYL METHOXYCINNAMATE

SKRIPSI

Oleh: Dwi Cahayaningtyas 082210101049

FAKULTAS FARMASI UNIVERSITAS JEMBER 2012

OPTIMASI KOMPOSISI ZINK OKSIDA DAN ASAM TARTRAT PADA KRIM TABIR SURYA KOMBINASI BENZOPHENONE-3 DAN OCTYL METHOXYCINNAMATE

SKRIPSI

diajukan guna melengkapi tugas akhir dan memenuhi salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan di Fakultas Farmasi (S1) dan mencapai gelar Sarjana Farmasi

Oleh: Dwi Cahayaningtyas 082210101049

FAKULTAS FARMASI UNIVERSITAS JEMBER 2012

i

PERSEMBAHAN

Skripsi ini saya persembahkan untuk : 1. Ayah, ibu dan keluarga besarku yang telah mencurahkan doa dan kasih sayang serta mengajariku tentang arti hidup dan kesabaran dalam melangkah menuju sebuah kesuksesan; 2. Guru-guruku sejak taman kanak-kanak sampai dengan SMA, dosen dan segenap civitas akademika Fakultas Farmasi Universitas Jember; 3. Teman-teman seperjuangan dan almamater Fakultas Farmasi Universitas Jember.

ii

MOTTO

Kekuatan mimpi dan cita-cita serta doa adalah segalanya bagi setiap usaha yang dilakukan manusia (Donny Dhirgantoro)*

*) Dhirgantoro, Donny. 2012. 5 cm. Jakarta: PT Grasindo

iii

PERNYATAAN

Saya yang bertanda tangan di bawah ini: Nama : Dwi Cahayaningtyas NIM

: 082210101049

menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi yang berjudul: “Optimasi Komposisi Zink Oksida Dan Asam Tartrat Pada Krim Tabir Surya Kombinasi Benzophenone-3 Dan Octyl Methoxycinnamate” adalah benar-benar hasil karya sendiri, kecuali dalam pengutipan substansi disebutkan sumbernya, dan belum pernah diajukan pada institusi mana pun, serta bukan karya jiplakan. Saya bertanggung jawab atas keabsahan dan kebenaran isinya sesuai dengan sikap ilmiah yang harus dijunjung tinggi. Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya, tanpa adanya tekanan dan paksaan dari pihak mana pun serta bersedia mendapat sanksi akademik jika ternyata di kemudian hari ini tidak benar.

Jember, 29 Oktober 2012 Yang menyatakan,

Dwi Cahayanintyas NIM. 082210101049

iv

SKRIPSI

OPTIMASI KOMPOSISI ZINK OKSIDA DAN ASAM TARTRAT PADA KRIM TABIR SURYA KOMBINASI BENZOPHENONE-3 DAN OCTYL METHOXYCINNAMATE

Oleh: Dwi Cahayaningtyas 082210101089

Pembimbing

Dosen Pembimbing Utama

: Lidya Ameliana, S.Si., Apt., M.Farm.

Dosen Pembimbing Anggota

: Yudi Wicaksono, S.Si., Apt.

v

PENGESAHAN Skripsi berjudul “Optimasi Komposisi Zink Oksida dan Asam Tartrat Pada Krim Tabir Surya Kombinasi Benzophenone-3 dan Octyl Methoxycinnamate” telah diuji dan disahkan oleh Fakultas Farmasi Universitas Jember pada: hari

: Senin

tanggal : 29 Oktober 2012 tempat

: Fakultas Farmasi Universitas Jember.

Dosen Pembimbing Utama,

Dosen Pembimbing Anggota,

Lidya Ameliana, S.Si., Apt., M.Farm.

Yudi Wicaksono, S.Si., Apt., M.Si.

NIP. 198004052005012005

NIP. 197607242001121006

Dosen Penguji I,

Dosen Penguji II,

Eka Deddy Irawan, S.Si., M.Sc., Apt.

Lusia Oktora R.K.S, S.F., M.Sc., Apt.

NIP. 197503092001121001

NIP. 197910032003122001

Mengesahkan Dekan,

Prof. Drs. Bambang Kuswandi, M.Sc., Ph.D. NIP. 196902011994031002

vi

RINGKASAN

Optimasi Komposisi Zink Oksida dan Asam Tartrat pada Krim Tabir Surya Kombinasi Benzophenone-3 dan Octyl Methoxycinnamate; Dwi Cahayaningtyas, 082210101049; 2012; 77 halaman; Fakultas Farmasi Universitas Jember

Saat ini kebutuhan perlindungan kulit dari sinar matahari diperlukan. Sinar matahari adalah faktor fisik utama yang membahayakan kulit. Produk kosmetik yang digunakan untuk melindungi kulit dari sinar matahari adalah tabir surya. Tabir surya dibagi menjadi dua yaitu tabir surya penghambat fisik (zink oksida, titanium dioksida) dan penyerap kimia (benzophenone-3,octyl methoxycinnamate). Efektivitas tabir surya dipengaruhi oleh beberapa hal, diantaranya oleh derajat keasaman (pH). Senyawa asam yang dapat meningkatkan efektivitas sediaan tabir surya adalah golongan Alpha Hidroxy Acid (AHA). Pengembangan formulasi sediaan tabir surya pada penelitian ini dilakukan dengan mengkombinasikan benzophenone-3 dan octyl methoxycinnamate dengan zink oksida dan asam tartrat sebagai acidifying agent. Kombinasi tersebut diharapkan mampu mengurangi efek negatif yang ditimbulkan oleh penggunaan tabir surya penyerap kimia dalam jumlah besar dan bisa meningkatkan nilai SPF serta memperluas rentang perlindungan terhadap sinar matahari. Optimasi diperlukan untuk menentukan komposisi zink oksida dan asam tartrat yang tepat. Metode optimasi yang digunakan adalah desain faktorial. Penelitian ini menggunakan 2 level faktor yang dirancang berdasarkan desain faktorial sehingga menghasilkan 4 rancangan formula. Sediaan yang dibuat berupa krim berbasis vanishing cream. Evaluasi sediaan krim yang dihasilkan meliputi pengamatan organoleptis, penentuan daya sebar, uji tipe krim, pH, viskositas, nilai SPF, persen transmisi eritema, dan persen transmisi pigmentasi. Hasil evaluasi pH, viskositas, nilai SPF, persen transmisi eritema, dan persen transmisi pigmentasi dipilih sebagai respon untuk menentukan formula optimum.

vii

Hasil pengujian pH menunjukkan bahwa Fb
viii

PRAKATA

Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas segala rahmat dan karuniaNya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “Optimasi Komposisi Zink Oksida dan Asam Tartrat Pada Krim Tabir Surya Kombinasi Benzophenone-3 dan Octyl Methoxycinnamate”. Skripsi ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat untuk menyelesaikan Program Sarjana Farmasi (S1) Fakultas Farmasi Universitas Jember. Penyusunan skripsi ini tidak lepas dari bantuan pihak, oleh karena itu penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih kepada: 1. Dekan Fakultas Farmasi Universitas Jember, Prof. Drs. Bambang Kuswandi, M.Sc., Ph.D atas kesempatan yang diberikan kepada penulis untuk menyelesaikan skripsi ini; 2. Ibu Lidya Ameliana S.Si., Apt., M.Farm. selaku Dosen Pembimbing Utama dan Bapak Yudi Wicaksono, S.Si., Apt., M.Si. selaku Dosen Pembimbing Anggota yang penuh kesabaran memberi bimbingan, dorongan, meluangkan waktu, pikiran, perhatian dan

saran kepada penulis selama penyusunan skripsi ini

sehingga bisa terlaksana dengan baik; 3. Bapak Eka Deddy Irawan, S.Si., M.Sc., Apt. selaku Dosen Penguji I dan Ibu Lusia Oktora R.K.S, S.F., M.Sc., Apt. selaku Dosen Penguji II, terima kasih atas saran dan kritiknya; 4. Ibu Itus, Mbak Titin, Ibu Wayan, Mbak Hani, dan Mbak Dinik yang selalu membantu penulis saat melakukan penelitian di laboratorium; 5. Ayahku Wahyudiyono, Ibuku Winartin, S.Pd., dan kedua saudaraku Eko Cahayanto dan Danang Priyasudana yang telah memberikan pengorbanan yang tak terhingga, perhatian, kasih sayang, doa, dan semangat pada penulis terutama selama penyusunan skripsi ini; 6. Mbak Veronika Hayati dan Arjuna Wahyu C terima kasih atas semangat dan perhatiannya; ix

7. Yonky Felani, S.Ab. terima kasih atas segala curahan kasih sayang, perhatian, semangat, doa, dan inspirasi yang diberikan agar skripsi ini cepat terselesaikan; 8. Riris Endah P dan Analia Yely R, terimakasih atas semangat, dukungan, kerjasama, dan perjuangan kita dalam menyelesaikan skripsi ini; 9. Sinta Dwi P, Rilly Pustika, dan Danni Nurmalia yang telah membuat indah harihariku di farmasi; 10. Sahabat Kost Kalimantan 12 Andri, Amel, Kiki, Indah, Septi, Nindy dan Nirma yang telah menjadi keluarga keduaku selama kuliah; 11. Teman-teman skripsi farmasetika seperjuangan Riris, Yeli, Mbak Niar, Arik, Mbak Erni, Manda, Hanif, Anggun, Zakiyah, Riko, Mas Wibi, Zubed, Endah, Reni, Yuni, Siska, Ale, Santi yang selalu memberikan bantuan tenaga, semangat, motivasi, dan perhatian yang besar selama ini; 12. Angkatan 2008 (Pharmacute 2008) dan semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu. Skripsi ini telah penulis susun dengan optimal, namun tidak menutup kemungkinan adanya kekurangan, oleh karena itu penulis menerima kritikan dan masukan yang membangun. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi pembaca dan pengembangan ilmu teknologi farmasi.

Jember, 29 Oktober 2012

Penulis

x

DAFTAR ISI

Halaman HALAMAN JUDUL .............................................................................................. i HALAMAN PERSEMBAHAN ........................................................................... ii HALAMAN MOTTO .......................................................................................... iii HALAMAN PERNYATAAN .............................................................................. iv HALAMAN PEMBIMBINGAN .......................................................................... v HALAMAN PENGESAHAN .............................................................................. vi RINGKASAN ...................................................................................................... vii PRAKATA ............................................................................................................ ix DAFTAR ISI ......................................................................................................... xi DAFTAR TABEL .............................................................................................. xiv DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... xvi DAFTAR LAMPIRAN ..................................................................................... xvii DAFTAR ARTI SINGKATAN ......................................................................... xix DAFTAR ARTI LAMBANG ............................................................................. xx BAB 1. PENDAHULUAN .................................................................................... 1 1.1

Latar Belakang .................................................................................... 1

1.2

Rumusan Masalah............................................................................... 4

1.3

Tujuan Penelitian ................................................................................ 4

1.4

Manfaat Penelitian .............................................................................. 5

BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA ........................................................................... 6 2.1

Kulit ..... ...... ......................................................................................... 6 2.1.1 Anatomi Dan Fisiologi Kulit........................................................ 6 2.1.2 Fungsi Kulit.................................................................................. 8 2.1.3 Klasifikai Kulit ............................................................................. 9 2.1.4 Pengaruh Paparan Sinar Matahari Terhadap Kulit .................... 10

2.2

Tabir Surya ........................................................................................ 13 xi

2.3

Alpha Hidroxy Acids .......................................................................... 15

2.4

Metode Evaluasi Efektivitas Sediaan Tabir Surya ........................ 17 2.4.1 Penentuan Nilai SPF .............................................................. 17 2.4.2 Nilai Persen Transmisi Eritema .............................................. 20 2.4.3 Nilai Persen Transmisi Pigmentasi ......................................... 21

2.5

Tinjauan Krim................................................................................... 23

2.6

Tinjauan Bahan Penelitian ............................................................... 24 2.6.1 Benzophenone-3 ...................................................................... 24 2.6.2 Octyl Methoxycinnamate ......................................................... 25 2.6.3 Zink Oksida ............................................................................. 26 2.6.4 Asam Tartrat............................................................................ 26

2.7

Desain Faktorial ................................................................................ 27

BAB 3. METODE PENELITIAN ...................................................................... 29 3.1

Rancangan Penelitian ....................................................................... 29

3.2

Alat dan Bahan Penelitian ................................................................ 29 3.2.1 Alat .......................................................................................... 29 3.2.2 Bahan....................................................................................... 30

3.3

Lokasi dan Waktu Penelitian ........................................................... 32

3.4

Prosedur Penelitian ........................................................................... 32 3.4.1 Rancangan Formula Sediaan Krim Tabir Surya ..................... 32 3.4.2 Pembuatan Sediaan Krim Tabir Surya .................................... 33 3.4.3 Evaluasi Krim Tabir Surya...................................................... 34 3.4.4 Penentuan Efektivitas Sediaan Tabir Surya ............................ 35

3.5

Analisis Data ...................................................................................... 36 3.5.1 Perhitungan Nilai SPF Sediaan ............................................... 36 3.5.2 Perhitungan Nilai Persen Transmisi Eritema .......................... 37 3.5.3 Perhitungan Nilai Persen Transmisi Pigmentasi ..................... 38 3.5.4 Analisis Desain Faktorial ........................................................ 39

xii

BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN .............................................................. 41 4.1

Hasil Pembuatan Krim ..................................................................... 41

4.2

Hasil Evaluasi Krim Tabir Surya .................................................... 42 4.2.1 Hasil Pengujian Organoleptis .................................................... 42 4.2.2 Hasil Pengujian Tipe Krim ........................................................ 43 4.2.3 Hasil Pengujian pH .................................................................... 47 4.2.4 Hasil Pengujian Viskositas ........................................................ 50 4.2.5 Hasil Pengujian Daya Sebar ...................................................... 54

4.3

Hasil Pengujian Efektifitas Tabir Surya ......................................... 55 4.3.1 Hasil Pengujian Nilai SPF ......................................................... 55 4.3.2 Hasil Pengujian Nilai Persen Transmisi Eritema ...................... 62 4.3.3 Hasil Pengujian Nilai Persen Transmisi Pigmentasi ................. 66

4.4

Hasil Analisis Desain Faktorial dan Daerah Optimum ................. 70

BAB 5. PENUTUP............................................................................................... 72 5.1

Kesimpulan ........................................................................................ 72

5.2

Saran .................................................................................................. 72

DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 74 LAMPIRAN-LAMPIRAN ................................................................................. 78

xiii

DAFTAR TABEL

Halaman 2.1

Tipe Kulit ....................................................................................................... 9

2.2

Nilai SPF Untuk Beberapa Tipe Kulit ......................................................... 18

2.3

Total Energi Eritema ................................................................................... 21

2.4

Kategori Tabir Surya Berdasar Nilai % TE dan % TP ................................ 22

2.5

Total Energi Pigmentasi .............................................................................. 23

3.1

Rancangan Desain Faktorial ........................................................................ 32

3.2

Susunan Level Faktor................................................................................... 33

3.3

Susunan Formula ......................................................................................... 33

3.4

Nilai Faktor Eritema .................................................................................... 38

3.5

Nilai Faktor Pigmentasi ............................................................................... 39

4.1

Hasil Pengujian Organoleptis ..................................................................... 42

4.2

Hasil Pengujian pH ...................................................................................... 47

4.3

Hasil Respon pH .......................................................................................... 47

4.4

Nilai Efek Faktor ......................................................................................... 48

4.5

Hasil Pengujian Viskositas .......................................................................... 50

4.6

Hasil Respon Viskositas .............................................................................. 51

4.7

Nilai Efek Faktor ......................................................................................... 51

4.8

Hasil Pengujian Daya Sebar ........................................................................ 54

4.9

Hasil Pengujian SPF .................................................................................... 56

4.10 Hasil Respon SPF ........................................................................................ 57 4.11 Nilai Efek Faktor ......................................................................................... 57 4.12 Hubungan SPF dengan pH .......................................................................... 59 4.13 Nilai Persen Transmisi Eritema ................................................................... 62 4.14 Hasil Respon % TE...................................................................................... 63 4.15 Nilai Efek Faktor ......................................................................................... 64 4.16 Nilai Persen Transmisi Pigmentasi .............................................................. 66 xiv

4.17 Hasil Respon % TP ...................................................................................... 67 4.18 Nilai Efek Faktor ......................................................................................... 67

xv

DAFTAR GAMBAR

Halaman 2.1

Anatomi Kulit .............................................................................................. 8

2.2

Spektra Sinar UV ....................................................................................... 11

2.3

Struktur Benzophenone-3 ........................................................................... 25

2.4

Struktur Octyl methoxycinnamate .............................................................. 26

2.5

Struktur Zink Oksida .................................................................................. 26

2.6

Struktur Asam Tartrat ................................................................................ 27

3.1

Skema Langkah Kerja Penelitian ............................................................... 31

4.1

Foto Sediaan Krim Yang Dihasilkan ......................................................... 43

4.2

Hasil Pengamatan Mikroskopis Tipe Krim ................................................ 45

4.3

Contour Plot 2D Respon pH ...................................................................... 59

4.4

Contour Plot 2D Respon Viskositas .......................................................... 53

4.5

Gambar Hasil Pengujian Daya Sebar ......................................................... 55

4.6

Contour Plot 2D Respon SPF .................................................................... 61

4.7

Contour Plot 2D Respon %TE................................................................... 65

4.8

Contour Plot 2D Respon %TP ................................................................... 69

4.9

Overlay Plot Daerah Optimum .................................................................. 70

xvi

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman A.

HASIL PENGUJIAN pH............................................................................. 78

B.

HASIL PENGUJIAN VISKOSITAS .......................................................... 78

C.

HASIL PENGUJIAN DAYA SEBAR ........................................................ 78 C.1

Tabulasi Hasil Diameter Sebar Krim Pada Pengujian Daya Sebar Krim F(1).......................................................................................... 78

C.2

Tabulasi Hasil Diameter Sebar Krim Pada Pengujian Daya Sebar Krim F(a) .......................................................................................... 79

C.3

Tabulasi Hasil Diameter Sebar Krim Pada Pengujian Daya Sebar Krim F(b).......................................................................................... 79

C.4

Tabulasi Hasil Diameter Sebar Krim Pada Pengujian Daya Sebar Krim F(ab) ........................................................................................ 79

D.

E.

F.

G.

HASIL PENGUJIAN EFEKTIFITAS TABIR SURYA (SPF) ................... 80 D.1

Profil Serapan ................................................................................... 80

D.2

Tabulasi Absorbansi dan Nilai SPF ................................................. 81

HASIL PENGUJIAN NILAI % TE DAN % TP ......................................... 96 E.1

Profil Serapan ................................................................................... 96

E.2

Tabulasi Absorbansi dan Nilai % TE dan % TP .............................. 98

CONTOH PERHITUNGAN ..................................................................... 106 F.1

Contoh Perhitungan Nilai SPF ....................................................... 106

F.2

Contoh Perhitungan Nilai % TE dan % TP .................................... 106

HASIL ANALISIS DESAIN EXPERT 8.0.2 ............................................. 108 G.1

Respon pH ..................................................................................... 108

G.2

Respon Viskositas ......................................................................... 109

G.3

Respon SPF ................................................................................... 111

G.4

Respon % TE ................................................................................. 112

G.5

Respon % TP ................................................................................. 114 xvii

G.6

Solusi .............................................................................................. 116

H. SERTIFIKAT ANALISIS ........................................................................... 117 H.1

Benzophenone-3 ............................................................................. 117

H.2

Octyl-Methoxycinnamate ............................................................... 118

H.3

Zink Oksida ................................................................................... 120

H.4

Asam Tartrat ................................................................................... 121

xviii

DAFTAR ARTI SINGKATAN

AHA : alpha hidroxy acids ANOVA : analysis of variance AUC : area under curve C : Celcius CO2 : karbon dioksida cm : centimeter dPa.s. : deciPascal.second F : formula Fe : erythemal effectiveness factor Fp : pigmentasi effectiveness factor g : gram H : hidrogen L : liter MED : Minimal Erythema Dose mg : miligram mL : mililiter mm : milimeter nm : nanometer O : oksigen OH : hidroksi o/w : oil in water PABA : para amino benzoic acid pH : power of hydrogen ppm : part per million SD : standar deviasi SPF : Sun Protection Factor UV : ultraviolet Wt : watt w/o : water in oil

xix

DAFTAR ARTI LAMBANG

µg µm µWt λ Σ

: mikrogram : mikrometer : mikro watt : lambda / panjang gelombang :jumlah

xx